1．下列说法中不正确的是( )
A．物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量
B．热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，不表示分子的个数
C．所有的燃烧都是放热反应
D．热化学方程式中化学式前面的化学计量数可以是分数
解析：热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量而不表示分子个数。
答案：A
2．由下图分析，有关叙述正确的是( )
A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A―→B＋C是放热反应
C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和
D．A―→B＋C是吸热反应，则B＋C―→A必然是放热反应
解析：本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应；反之，A―→B＋C则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。
答案：D
3．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ/mol表示( )
A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，吸收热量131.3 kJ
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
解析：依据反应热的概念，反应热表示按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时，吸收或放出的热量，单位是kJ/mol，该热化学方程式表示：1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸收131.3 kJ的热量。特别要指明水的状态。
答案：C
4．下列变化为放热的化学反应的是( )
A．H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ·mol－1
B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g) ΔH＝＋14.9 kJ·mol－1
C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应
D．能量变化如下图所示的化学反应
解析：A项，只是水的状态变化，属于物理变化，不属于化学反应；B项，ΔH>0，为吸热反应；C项，若断裂化学键时吸收的能量大于862 kJ时，反应吸热；D项，由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热。
答案：D
5．在山东济南举行的十一届全运会的火炬(如意)使用的燃料为丙烷(C3H8)，其完全燃烧后只有CO2和H2O，不会造成环境污染，已知有以下四个热化学反应方程式：
①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－a kJ·mol－1
②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－b kJ·mol－1
③2C3H8(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l)
ΔH＝－c kJ·mol－1
④C3H8(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－d kJ·mol－1
其中a、b、c、d最大的是( )
A．a B．b C．c D．d
解析：①与②相比生成液态水比气态水放出的热量多，所以b>a，④中各物质的量均为①中的一半，所以d＝a，③与②相比，2 mol C3H8燃烧生成4 mol CO2和2 mol CO，相当于此反应中的2 mol C3H8有 mol C3H8完全燃烧， mol C3H8不完全燃烧，故放出的热量c大于b，所以c最大，选C。
答案：C
6．硅在燃烧时会释放出大量热能，因此曾被考虑用作固体燃料。
已知：1 mol硅晶体中含有2 mol Si—Si键，1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si—O键，且破坏1 mol化学键所需能量如下表所示：
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
O===O
Cl—Cl
所需
能量
/kJ
460
360
436
431
176
494
243
(1)工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)写出硅燃烧的热化学方程式________________________________________________________________________。
(3)已知反应Si＋2Cl2SiCl4，试比较1 mol硅转化生成SiCl4和SiO2时的热效应大小。
解析：本题考查焓变、热效应、化学键的关系以及热化学方程式的书写。解答时应首先明确“焓变＝断裂旧键吸收的能量－形成新键释放的能量”。
(1)ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－2E(Si—Si)－4E(H—Cl)
＝360 kJ·mol－1×4＋436 kJ·mol－1×2－176 kJ·mol－1×2－431 kJ·mol－1×4＝＋236 kJ·mol－1
(2)硅燃烧的化学方程式Si＋O2===SiO2 ΔH＝2E(Si—Si)＋E(O===O)－4E(Si—O)＝176 kJ·mol－1×2＋494 kJ·mol－1－460 kJ·mol－1×4＝－994 kJ·mol－1
即热化学方程式为：
Si(s)＋O2(g)===SiO2(s) ΔH＝－994 kJ·mol－1
(3)硅与Cl2反应生成SiCl4的反应为
Si＋2Cl2SiCl4
其ΔH＝2E(Si—Si)＋2E(Cl—Cl)－4E(Si—Cl)
＝176 kJ·mol－1×2＋243 kJ·mol－1×2－360 kJ·mol－1×4
＝－602 kJ·mol－1
故与生成SiO2比较，生成SiCl4放出的热量较少。
答案：(1)＋236
(2)Si(s)＋O2(g)===SiO2(s) ΔH＝－994 kJ·mol－1
(3)生成SiO2放热较多。
7．某同学进行如下实验，探究化学反应中的能量变化。
通过实验测出，反应前后①烧杯中的温度升高，②烧杯中的温度降低。
(1)由此判断NaOH溶液跟盐酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，Ba(OH)2·8H2O跟NH4Cl的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)试从反应物与生成物所含能量分析②反应的结论__________________________________________________。
(3)试写出①烧杯中所发生反应的热化学方程式______________________________________________________。
(4)实验②中要立即用玻璃棒迅速搅拌，原因是什么？
(5)在实验②中，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，会看到什么现象？若没看到此现象，可能的原因是什么？(回答出两个以上的原因)。
解析：(1)由于①烧杯中温度升高，应为放热反应，②烧杯中温度降低，应为吸热反应。
(2)当反应物的总能量低于生成物的总能量时，依据能量守恒，反应应从周围环境中吸收热量。
(3)①烧杯中进行的是酸碱中和反应，热化学方程式应为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。
(4)使反应物快速混合，反应迅速充分，使温度变化明显。
(5)为证明这一反应是吸热反应，可在烧杯和玻璃片之间滴加少量水，通过二者反应使周围的温度降低，烧杯与玻璃片之间的水结成冰，从而烧杯与玻璃片黏在一起。但实验时要注意以下几点：
①药品用量不能太少。
②反应要用玻璃棒充分迅速搅拌，使反应快速进行。
③玻璃片上的水不能太多，否则不易结冰。
答案：(1)放热 吸热
(2)反应物的总能量低于生成物的总能量
(3)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
(4)使反应物混合迅速反应充分，使温度迅速下降。
(5)水结成冰，从而使烧杯与玻璃片黏在一起。
若没看到此现象，可能的原因是：
①药品用量太少；
②Ba(OH)2·8H2O未研成粉末，反应太慢；
③没有立即迅速搅拌；
④环境温度太高；
⑤玻璃片上滴加的水太多。(任写两个)
课件34张PPT。第一单元 化学反应中的热效应第1课时 化学反应的焓变互动探究化学反应的焓变温度吸收放出恒温、恒压吸收释放ΔHkJ·mol－1>小于吸收<大于放出吸收放出热化学方程式反应热温度压强25 ℃、101 kPa状态“＋”、“－”和单位s、l和g物质的量分数小数相同物质能量演练自评
1．下列说法中正确的是( )
A．物质燃烧放出的热量是燃烧热
B．1 mol C燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热
C．1 mol H2燃烧生成水放出的热量是H2的燃烧热
D．相同条件下，1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的热量数值相等
解析：燃烧热是指在25 ℃，101 kPa下，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，显然A项错误；B项中碳燃烧生成稳定化合物应为CO2，C项中H2燃烧时的条件及生成水的状态不确定，1 mol H2燃烧生成水放出的热量不一定是H2的燃烧热，故B、C错误；根据能量守恒定律可知D项正确。
答案：D
2．已知下列热化学方程式
Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH1＝－Q1 kJ/mol①
Hg(l)＋O2(g)===HgO(s) ΔH2＝－Q2 kJ/mol②
则Zn(s)＋HgO(s)===Hg(l)＋ZnO(s)
ΔH＝－Q kJ/mol③
③中的Q值为( )
A．Q2－Q1 B．Q2＋Q1
C．Q1－Q2 D．－Q1－Q2
解析：由题意知：
Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH1＝－Q1 kJ/mol①
Hg(l)＋O2(g)===HgO(s) ΔH2＝－Q2 kJ/mol②
Zn(s)＋HgO(s)===Hg(l)＋ZnO(s) ΔH＝－Q kJ/mol③
由盖斯定律得③＝①－②：
所以ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－Q1 kJ/mol－(－Q2 kJ/mol)＝(Q2－Q1)kJ/mol
则－Q＝Q2－Q1，即Q＝Q1－Q2。
答案：C
3．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ。则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3
解析：设H2和CH4的物质的量分别为x、y，则
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
2 mol 571.6 kJ
x Q1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－890 kJ·mol－1
1 mol 890 kJ
y Q2
由题意得
解得x＝1.25 mol，y＝3.75 mol，两者之比为1∶3。
答案：B
4．已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－Q1 kJ/mol
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－Q2 kJ/mol
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－Q3 kJ/mol
常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复到室温，则放出的热量为( )
A．(0.4Q1＋0.05Q3)kJ B．(0.4Q1＋0.05Q2)kJ
C．(0.4Q1＋0.1Q3)kJ D．(0.4Q1＋0.2Q2)kJ
解析：0.4 mol CH4完全燃烧放出的热量为0.4 mol×Q1 kJ/mol＝0.4Q1 kJ,0.1 mol H2完全燃烧放出的热量为0.1 mol×Q3 kJ/mol＝0.05Q3 kJ，故放出的热量为(0.4Q1＋0.05Q3)kJ。
答案：A
5．把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1<0 ①
途径Ⅱ：先制成水煤气：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2>0 ②
再燃烧水煤气：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0 ③
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0 ④
请回答下列问题：
(1)途径Ⅰ放出的热量________(填“大于”、“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量，原因是_____。
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是____。
(3)12 g炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.35 kJ热量，其热化学方程式为__________________。
(4)煤炭作为燃料采用途径Ⅱ的优点有____________________________。
解析：(1)根据盖斯定律，不管反应是一步完成，还是分几步完成，最后的反应热不变，即反应热与途径无关，只与始态和终态有关。
(2)由盖斯定律得：
①＝②＋×③＋④×，
所以ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)。
(3)C＋O2===CO，
n(C)＝＝1 mol
所以1 mol C不完全燃烧生成CO时放出热量为110.35 kJ
故碳不完全燃烧生成CO的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.35 kJ/mol。
答案：(1)等于 根据盖斯定律可知，如果一个化学反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的
(2)ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)
(3)C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.35 kJ·mol－1
(4)燃料燃烧充分，利用率高，放热多，污染小
6．用50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：
(1)环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？________(填“能”或“不能”)，其原因是_______________________________；
(2)实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55 mol·L－1的原因是____________________________________；
(3)已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量，则上述反应的热化学方程式为：_____________________________。
答案：(1)不能
①铁会和盐酸反应，②铁导热性好，热量损失大
(2)为了确保盐酸完全被中和
(3)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
7．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ/mol，计算下列中和反应里放出的热量
(1)用20 g NaOH配成的稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出________kJ的热量。
(2)用0.1 mol Ba(OH)2配成的稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出________kJ的热量。
(3)用1 mol醋酸稀溶液和足量NaOH稀溶液反应，放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)57.3 kJ，理由是
________________________。
(4)1 L 0.1 mol/L NaOH溶液分别与①醋酸溶液、②浓硫酸、③稀硝酸恰好反应时，放出的热量分别为Q1、Q2、Q3(单位：kJ)。则它们由大至小的顺序为__________________。
解析：由于CH3COOH电离要吸收热量，所以CH3COOH(aq)与NaOH(aq)中和放热要少些。浓H2SO4溶解时放出大量热，所以(4)中Q2最大。
答案：(1)28.65 (2)11.46
(3)小于 醋酸电离需要吸热
(4)Q2>Q3>Q1
1．根据热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝a kJ·mol－1(a＝－297.2)。分析下列说法，其中不正确的是( )
A．S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝b kJ·mol－1，则a＞b
C．1 mol SO2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和
D．16 g固体硫在空气中充分燃烧，可吸收148.6 kJ的热量
解析：由题中条件可知：反应的热效应ΔH＝a kJ·mol－1＝－297.2 kJ·mol－1，可知该反应的正向反应为放热反应，故D错误。
答案：D
2．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)是吸热反应，则CO(g)＋H2(g)===C(s)＋H2O(g)是( )
A．放热反应，也是氧化还原反应
B．吸热反应，也是置换反应
C．既不是放热反应，也不是吸热反应
D．无法判断是吸热反应还是放热反应
解析：某一反应为吸热反应，则逆向进行的反应为放热反应。
答案：A
3．下列说法正确的是( )
A．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故反应一定是吸热反应
B．在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C．物质燃烧都需要氧气
D．物质燃烧放出热量的多少与外界条件有关
解析：A中CO是强还原剂(高温时)，点燃时易和氧气反应，生成稳定的二氧化碳，故CO燃烧是放热反应；B中碳燃烧有完全燃烧与不完全燃烧，1 mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量叫燃烧热；任何发光放热的剧烈的化学反应都叫燃烧，如H2在Cl2中燃烧。
答案：D
4．已知：
(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
(3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝c kJ·mol－1
(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4＝d kJ·mol－1
下列关系式中正确的是( )
A．a
d>0
C．2a＝b<0 D．2c＝d>0
解析：H2和O2反应，ΔH应为负值，故推知B、D错误，又H2O(g)―→H2O(l)，要放出热量，(1)、(3)反应热比较应为c答案：C
5．下列关于反应能量的说法正确的是( )
A．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)
ΔH＝－216 kJ·mol－1，反应物总能量>生成物总能量
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝178.5 kJ·mol－1，反应物总能量>生成物总能量
C．101 kPa时，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，H2的燃烧热为571.6 kJ·mol－1
D．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ 的热量
解析：当反应物总能量>生成物总能量时，该反应为放热反应，ΔH<0；反之，为吸热反应，ΔH>0。燃烧热的衡量标准是1 mol的可燃物，即H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1。中和热的定义是针对强酸强碱的稀溶液而言的，不考虑浓溶液和弱电解质。
答案：A
6．已知下列热化学方程式：
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ/mol
现有0.2 mol的炭粉和氢气组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53 kJ热量，则炭粉与氢气的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶2
解析：设炭粉的物质的量为x，H2的物质的量为y，由题意知
解得x∶y＝1∶1。
答案：A
7．在298 K,101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。一些烷烃的燃烧热如表：
化合物
燃烧热/kJ·mol－1
化合物
燃烧热/kJ·mol－1
甲烷
891.0
正丁烷
2 878.0
乙烷
1 560.8
异丁烷
2 869.6
丙烷
2 221.5
异戊烷
3 531.3
下列表达正确的是( )
A．正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol－1
B．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
C．正丁烷转化为异丁烷的热化学方程式为：
CH3CH2CH2CH3(g)===CH3CH(CH3)CH3(g)
ΔH＝＋8.4 kJ·mol－1
D．甲烷燃烧的热化学方程式为：
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－891.0 kJ·mol－1
解析：由正丁烷燃烧热比异丁烷大，可推知正戊烷燃烧热大于3 531.3 kJ·mol－1，故A项正确；以甲烷和乙烷为例，同是1 g完全燃烧放热分别为55.7 kJ和52.0 kJ，故B项不正确；由燃烧热可知正丁烷转化为异丁烷是放热反应，故C项不正确；生成的不是稳定的液态水，反应热不等于燃烧热，故D项不正确。
答案：A
8．将V1 mL 1.00 mol·L－1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是( )
A．做该实验时环境温度为22 ℃
B．该实验表明化学能可以转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L－1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析：从图中曲线可以看出，温度为22 ℃时，V1为5 mL，则V2为45 mL，此时已经开始发生反应，所以22 ℃一定不是室温，A错；曲线随V1增多而升高，随反应的进行，溶液温度升高，说明反应放热，化学能转化为热能，B正确；当V1＝30 mL时温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则c(NaOH)＝＝1.5 mol·L－1，C错；该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的。
答案：B
9．下列说法正确的是( )
A．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数既可表示微粒数，又可表示物质的量
B．热化学方程式中，如果没有注明温度和压强，则表示在标准状况下测得的数据
C．书写热化学方程式时，不仅要写明反应热的符号和数值，还要注明各物质的聚集状态
D．凡是化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应
解析：热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，故A错；当表示“25 ℃、101 kPa”时测得的数据时，可以不用注明，而标准状况是指“0 ℃、101 kPa”，故B错；D中，大多数化合反应是放热的，大多数分解反应是吸热的，但也有例外，如C＋CO2===2CO属化合反应，但为吸热反应，故D错。
答案：C
10．在25 ℃、101 kPa下，0.1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热72.58 kJ，下列热化学方程式正确的是( )
A．CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋725.8 kJ/mol
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 451.6 kJ/mol
C．CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－725.8 kJ/mol
D．2CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 451.6 kJ/mol
解析：由题意知，1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热725.8 kJ。A中，放热反应ΔH应小于0，故A错；反应生成的为液态水，故B、D错。
答案：C
11．根据盖斯定律计算：已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－395.41 kJ·mol－1，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.51 kJ·mol－1，则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为__________________________。由此看来更稳定的碳的同素异形体为________。若取金刚石和石墨的混合晶体共1 mol在O2中完全燃烧，产生热量为Q kJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为________(用含Q的代数式表示)。
解析：由盖斯定律，要得到金刚石和石墨的转化关系，可将两个热化学方程式相减即得：C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－395.41 kJ·mol－1＋393.51 kJ·mol－1＝－1.90 kJ·mol－1。
即C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH＝－19.0 kJ·mol－1
可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低，较金刚石稳定。
由十字交叉法：
可得两者的物质的量之比。
答案：C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH＝－1.90 kJ·mol－1 石墨
12．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中能量变化如图，问：
(1)a、b、c分别代表什么意义？
a__________________________；
b__________________________；
c__________________________。
(2)该反应是放热反应还是吸热反应？________。ΔH大于零还是小于零？________。
(3)若已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝－Q1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－Q2
则ΔH1________ΔH2，Q1________Q2(填“>”、“<”或“＝”)。
解析：(1)H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)―→2H(g)和O2―→O(g)过程中断开H—H键和O===O键需吸收的能量。所以a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H(g)＋O(g)结合成氢氧键所放出的能量，c则代表断键所吸收的能量－成键所释放的能量，即a－b＝c。
(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应为放热反应，ΔH小于零。
(3)比较ΔH大小时，要连同“＋”、“－”包含在内，类似于数学上的正负数比较，如果只比较反应放出热量的多少，则只比较数值大小，与“＋”、“－”无关。
答案：(1)代表旧键断裂吸收的能量 代表生成新键放出的能量 代表反应热
(2)放热反应 小于零
(3)> <
13．发射“嫦娥二号”卫星的长征三号丙火箭的推进剂是液氢和液氧。
(1)这种推进剂的优点是__________________；__________________。(请写两条)
(2)下列是298 K时，氢气(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是________，通过计算说明等质量的氢气和碳完全燃烧时产生热量的比是________(保留1位小数)。
(3)已知：H2(g)===H2(l) ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：______________。
解析：(1)H2的密度小，相同质量的H2比其他燃料燃烧放出的热量多，产物只有水不会污染大气。
(2)根据各物质燃烧的燃烧热数据可算出，等质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，H2放出热量最多。等质量的H2和C燃烧产生的热量比为：285.8∶(393.5×)＝4.4∶1。
(3)根据H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，以及题给各物质状态变化时的焓变，可求出H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的焓变ΔH的数值，ΔH＝(－285.8＋0.92＋×6.84＋44.0) kJ·mol－1＝－237.46 kJ·mol－1。
答案：(1)相同质量时，氢气放出的热量多 产物为水，无污染(其他合理答案均可)
(2)H2 4.4∶1
(3)H2(l)＋O2(l)===H2O(g) ΔH＝－237.46 kJ·mol－1
14．盐酸或硫酸和氢氧化钠溶液的中和反应没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案。请回答有关问题：
(1)方案一：如图组装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铜丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始，向下插细铜丝，使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合，此时观察到的现象是___________________，
原因是_________________________________。
(2)方案二：该小组同学借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10 mL混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：
编号
盐酸
氢氧化钠
Δt/℃
1
0.05 mol·L－1
0.05 mol·L－1
3.5
2
0.1 mol·L－1
0.1 mol·L－1
x
3
0.2 mol·L－1
0.2 mol·L－1
14
则x＝________。
(3)方案三：该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而证明发生了反应。
①实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是__________________________。
②从原理上讲，该实验设计的不合理之处为______________________________。
请你在此实验装置的基础上提出修改方案______________________________。
解析：(1)方案一中盐酸和氢氧化钠发生中和反应会放出热量，使广口瓶内气体温度升高，气体受热膨胀，压强增大，U形管内液面左边下降、右边升高。(2)方案二中由反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量来看，1号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是0.5×10－3 mol，温度升高3.5 ℃，3号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是2×10－3 mol，为1号反应量的4倍，而温度变化也是4倍，由此看出参加反应的物质的量与温度变化量成正比。 2号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量是1号反应量的2倍，故温度变化也应为2倍，为7 ℃。(3)方案三中稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸使锥形瓶内压强增大引起的。可以在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管，即维持分液漏斗和锥形瓶内气压相等，便于液体顺利流下。如图：
答案：(1)U形管内液面左边下降、右边升高 盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大
(2)7
(3)①没打开分液漏斗上部塞子 ②稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸使锥形瓶内压强增大引起的 在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管
课件49张PPT。第2课时 反应热的测量与计算 能源的充分利用互动探究反应热的测量1 ℃温度差盖斯定律及应用完全相同始态终态途径很慢不纯盖斯定律间接反应热代数和根据盖斯定律，知：能源的充分利用能量 1 mol完全燃烧1 g完全燃烧H2O(l)CO2(g)SO2(g)kJ/molkJ/g燃料燃烧放出热量的大小2．燃烧热与中和热的比较演练自评
1．下列叙述正确的是( )
①原电池是把化学能转化为电能的一种装置 ②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应 ③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现 ④碳棒不能用来作原电池的正极 ⑤反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，能以原电池的形式来实现
A．①⑤ B．①④⑤
C．②③④ D．②⑤
解析：②原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应；③原电池的反应必须是自发进行的氧化还原反应；④碳棒是导体，可作原电池的正极。
答案：A
2．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c上产生大量气泡，b、d相连时，b上产生大量气泡，则四种金属的活动性顺序由强到弱的是( )
A．a>b>c>d B．a>c>d>b
C．c>a>b>d D．b>d>c>a
解析：解题时先依据相关条件准确判断正、负极，再根据原电池原理，负极金属的活动性比正极金属的活动性强进行判断。电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，有气泡产生的应为正极，因此可作出如下判断：活动性：①a>b；②c>d；③a>c；④d>b，综合得结论，金属活动性：a>c>d>b。
答案：B
3．在图中的8个装置中，能够发生原电池反应的是( )
A．①②③⑤⑧ B．③④⑥⑦
C．④⑤⑥⑦ D．③⑤⑦
解析：构成原电池要有四个基本条件：a.电解质溶液；b.两个电极，其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼，两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中；c.能自发地发生氧化还原反应；d.形成闭合回路。其中，①⑧不满足d条件，②不满足b条件，④不满足a条件，⑥Zn、Cu电极调换位置才能构成原电池。
答案：D
4．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( )
A．正极反应为：Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
解析：由图示可知该装置为原电池，Zn极(负极)反应为：Zn－2e－===Zn2＋；Cu极(正极)反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，故电池总反应为：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，故A项错、B项正确；在外电路中，电子由负极流向正极，故C项正确；在盐桥中阳离子移向正极，故D项错。
答案：BC
5．为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：
(1)此装置工作时，可以观察到的现象是___________________，电池总反应式为_____________________________。
(2)电池工作时，硫酸锌溶液中SO向________移动。
解析：该装置为锌铜原电池，总反应式为：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，电池工作时，观察到：①电流计指针发生偏转，②锌片不断溶解，③铜片上有红色物质析出，其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时，ZnSO4溶液中SO向负极(锌电极)移动。
答案：(1)电流计指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，CuSO4中溶液颜色变浅 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu (2)锌电极
6．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1稀H2SO4中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。
(1)写出甲池中发生的有关电极反应式：
负极______________________________；
正极___________________________。
(2)乙池中负极为________，正极发生________反应，总反应离子方程式为____________________。
(3)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验，可得到如下哪些结论？________。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应条件多变，应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正、负极”，这种做法________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一种判断原电池正、负极可行的实验方案____________________________。
解析：(1)甲池中电池总反应方程式为Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，Mg作负极，电极反应式为：Mg－2e－===Mg2＋，Al作正极，电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑。
(2)乙池中电池总反应方程式为：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以负极为Al，正极为Mg，正极上发生还原反应。
(3)甲池中Mg为负极，Al为正极；乙池中Al为负极，Mg为正极，若根据负极材料金属比正极活泼，则甲判断Mg活动性强，乙判断Al活动性强。
(4)选A、D。Mg的金属活动性一定比Al强，金属活动性顺序表是正确的，应用广泛。
(5)判断正负极可根据回路中电流方向或电子流向等进行判断，直接利用金属活动性顺序表判断原电池的正、负极是不可靠的。
答案：(1)Mg－2e－===Mg2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al 还原反应 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (3)Mg Al (4)AD (5)不可靠 依靠电流的方向来判断正负极
课件47张PPT。第1课时 原电池的工作原理 化学电源第二单元 化学能与电能的转化互动探究原电池的工作原理化学能电能负正负正化学电氧化还原原电池的设计还原性较强电解质定向运动化学电源一次Ag2OZnKOH一次酸性碱性石墨棒锌筒NH4ClKOH二次PbO2PbH2SO4溶液石墨酸或碱演练自评
1．下列说法错误的是( )
A．电解质的导电过程是化学变化，而金属的导电是物理变化
B．电解质溶液导电的过程，就是电解质被电解的过程
C．电解质在任何条件下均可以导电
D．电解质溶液导电过程中一定有新物质生成
解析：电解质导电的过程就是被电解的过程，在电解过程中发生氧化还原反应，一定有新物质生成，所以是化学变化；而金属导电是靠自由电子的定向移动，无新物质生成，是物理变化，故A、B、D项正确。电解质要导电只有在电离的条件下，存在自由移动的离子时才能导电，所以C项错误。
答案：C
2．下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
解析：电解池中，铁作阳极，自然会溶解，而工业上是用石墨作电极得到纯铝，A为正确选项；精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，B说法正确，C、D均无误。
答案：A
3．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是( )
A．电解质溶液是稀硫酸
B．金属M是阳极，金属N是阴极
C．M和N是石墨电极
D．M是阴极，N是阳极
解析：由题意可知，M极溶解，发生氧化反应，为阳极，N极质量增加，故有金属单质在N极上析出，发生还原反应为阴极，电解质溶液为盐溶液，M为金属电极，答案为B。
答案：B
4．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
解析：电解食盐水时发生的反应：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
对照分析选项，A项错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕黄色，B项正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后变红色，C项错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D项错误。
答案：B
5．如图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为200 mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1 mol·L－1，工作一段时间后，测得两端导线中均通过0.02 mol电子，若不考虑盐的水解和溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是( )
A．产生气体的体积：①>②
B．电极上析出物质的质量：①<②
C．溶液的pH变化：①增大，②减小
D．电极反应式①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；②中阴极：2H＋＋2e－===H2↑
解析：解决本题的关键是充分利用①、②中的图示信息，判断出各电极上所发生的反应。A选项中因①中只有阳极发生：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑而放出气体，②中只有阴极上发生：2H＋＋2e－===H2↑而放出气体，通过等量的电子时，产生的气体体积②>①，A不正确；B选项中①中在阴极上发生Cu2＋＋2e－===Cu，在阳极上发生：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，析出Cu和O2，而在②中只在阴极上析出H2，故电极上析出物质的质量①>②，B项不正确；C选项中电解CuSO4溶液时，生成了H2SO4(2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑)，使溶液酸性增强，pH减小；②中反应消耗了H2SO4，使c(H＋)减小，pH增大，只有选项D正确。
答案：D
6．图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336 mL(标准状况)气体。回答：
(1)直流电源中，M极为________极。
(2)Pt电极上生成的物质是________，其质量为________g。
(3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成物质的物质的量之比为2∶________∶________∶________。
(4)AgNO3溶液的浓度(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)________，AgNO3溶液的pH________，硫酸的浓度________，硫酸的pH________。
(5)若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原5.00%的硫酸溶液质量为________g。
解析：电解5.00%的硫酸溶液，实际上是电解水。因此在该电解池的阴极产生H2，阳极产生O2，且V(H2)∶V(O2)＝2∶1。据此可确定d极为阴极，则电源的N极为负极，M极为正极，在336 mL气体中，V(H2)＝×336 mL＝224 mL，为0.01 mol，V(O2)＝×336 mL＝112 mL，为0.005 mol，说明电路中有0.02 mol电子通过，因此在b极(阴极)产生0.02 mol Ag，质量为0.02 mol×108 g·mol－1＝2.16 g。则n(e－)∶n(Ag)∶n(O2)∶n(H2)＝0.02∶0.02∶0.005∶0.01＝2∶2∶∶1。由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNO3溶液组成的电解池，在通电一定时间后，在Pt电极上发生还原反应所消耗溶液中Ag＋的物质的量，等于Ag电极被氧化给溶液补充的Ag＋的物质的量，因此AgNO3浓度不变，溶液的pH也不变。电解5.00%的硫酸溶液，其实质是电解水，因此硫酸浓度增大，即H＋浓度增大，故溶液的pH减小．设原5.00%的硫酸溶液的质量为x，电解时消耗水的质量为0.01 mol×18 g/mol＝0.18 g，则5.00%x＝5.02%(x－0.18 g)，解得：x＝45.18 g。
答案：(1)正 (2)Ag 2.16 (3)2 1 (4)不变 不变
增大 减小 (5)45.18
7．从NO、SO、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
(1)若两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是________；
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是________；
(3)若两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是________。
解析：题中提供的电解质离子是七种，这些离子放电的顺序是：
阳极：Cl－>(NO、SO)
阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋>Ba2＋
(1)两极分别放出H2和O2，即H＋和OH－放电，实质是电解H2O，水中的溶质应是起导电作用而又不改变H＋和OH－放电的顺序，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的任意一种，但不是BaSO4。
(2)阴极析出金属，即Ag＋或Cu2＋放电；阳极放出O2，即OH－放电。水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一种，但不是Ag2SO4。
(3)两极都生成气体，且气体体积比为1∶1，则放电的离子应是Cl－和H＋。水中的溶质可以是HCl、BaCl2中的任意一种。
答案：(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的一种
(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的一种
(3)HCl、BaCl2中的一种
8．工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。
(1)如图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是________(填名称)；NaOH溶液的出口为________(填字母)；精制饱和食盐水的进口为________(填字母)；干燥塔中应使用的液体是________。
(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。
SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同)，方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为____________________________。
(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0 kg，则生成氢气________m3(标准状况)。
解析：(1)电解饱和食盐水时阳极阴离子Cl－、OH－放电，Cl－的放电能力强于OH－，阳极发生的电极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极：2H＋＋2e－===H2↑；总反应为2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH。H2、NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为a，Cl2在阳极，精制饱和食盐水从阳极进入，选d；要干燥Cl2，需要用酸性干燥剂浓H2SO4或P2O5等，也可用中性干燥剂无水CaCl2。
(2)SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，光导纤维的主要成分是SiO2，H、Cl元素必在另一产物中，H、Cl元素结合成HCl，然后配平即可。发生的化学方程式为：SiCl4＋2H2＋O2SiO2＋4HCl。
(3)由NaCl转化为NaClO3，失去的电子数为6，H2O转化为H2，得到的电子数为2，设产生的H2体积为V，由得失电子守恒有：
6×＝；
V＝134.4 m3。
答案：(1)氯气 a d 浓硫酸(或P2O5，合理即可)
(2)SiCl4＋2H2＋O2SiO2＋4HCl
(3)134.4
1．如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是( )
A．铁圈和银圈左右摇摆不定
B．保持平衡状态
C．铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
D．银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜
解析：铁圈和银圈作电极与CuSO4溶液构成原电池，银圈作正极，Cu2＋在正极(银圈)上得到电子析出Cu，铁圈作负极，失去电子被氧化，质量减小，因此银圈质量增大，而铁圈质量减小，故银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜。
答案：D
2．如图所示，X为单质硅，Y为金属铁，a为NaOH溶液，组装成一个原电池，下列说法正确的是( )
A．X为负极，电极反应为：
Si－4e－===Si4＋
B．X为正极，电极反应为：
4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑
C．X为负极，电极反应为：
Si＋6OH－－4e－===SiO＋3H2O
D．Y为负极，电极反应为：Fe－2e－===Fe2＋
解析：硅、铁、NaOH溶液组成原电池时，Si为负极：Si－4e－＋6OH－===SiO＋3H2O；铁为正极：4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑，总反应式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
答案：C
3．把一小块镁铝合金放入6 mol/L的NaOH溶液中，可形成微型原电池。则该电池负极上发生的电极反应为( )
A．Mg－2e－===Mg2＋
B．Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O
C．4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D．2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
解析：镁虽比铝活泼，但原电池的正负极不仅与电极的活泼性有关，而且与电解质溶液有关，在NaOH溶液中Al能与碱反应，而镁较难反应，所以铝作负极。
答案：B
4．铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O研读下图，下列判断不正确的是( )
A．K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol
C．K闭合时，Ⅱ中SO向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极
解析：利用蓄电池工作原理可知，当K闭合时，Ⅰ为原电池(a为正极、b为负极)，Ⅱ为电解池(c为阴极、d为阳极)，故A项叙述正确，从而判断D项叙述正确；由蓄电池工作的方程式可知B项叙述正确；K闭合时，Ⅱ中SO移向d极(阳极)，故答案为C。
答案：C
5．图乙是根据图甲的电解池进行电解时某个量(纵坐标x)随时间变化的函数图象(各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，这个量x表示( )
图甲 图乙
A．各电解池析出气体的体积
B．各电解池阳极质量的增加量
C．各电解池阴极质量的增加量
D．各电极上放电的离子总数
解析：电解NaCl溶液时阴、阳极都产生气体，电解AgNO3溶液时阴极上产生单质银，电解CuSO4溶液时阴极上产生单质铜，所以随着电解的进行，阴极质量的增加量有如题中图示的变化。
答案：C
6．如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是( )
A．a为负极，b为正极
B．a为阳极，b为阴极
C．电解过程中， d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
解析：A中由于电流从电源的正极流出，故a为电源的正极，b为电源的负极，A错；B中电源用正、负极命名，B错；C中电解过程中，因为Cu2＋是阳离子，移向阴极d，在阴极上放电析出Cu，所以d极质量增加，C正确；D中Cl－是 阴离子，移向阳极(c)，在阳极放出Cl2，导致溶液中c(Cl－)降低，D错。
答案：C
7．电解100 mL含c(H＋)＝0.30 mol·L－1的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是( )
A．0.10 mol·L－1 Ag＋
B．0.20 mol·L－1 Zn2＋
C．0.20 mol·L－1 Cu2＋
D．0.20 mol·L－1 Pb2＋
解析：根据金属活动性顺序表可知：排在氢后面的金属为Ag和Cu，而Zn和Pb排在H前面，所以Ag＋、Cu2＋的氧化性比H＋大，应优先于H＋放电而析出，因为0.01 mol Ag的质量小于0.02 mol Cu的质量，所以C项正确。
答案：C
8．将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80%(一般柴油发电机只有40%左右)，产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是( )
A．上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质
B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用
C．乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为C2H5OH－12e－===2CO2↑＋3H2O
D．甲烷燃料电池的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析：C项中，乙醇燃料电池的电解质是KOH，负极反应的产物不能生成CO2，应生成CO。
答案：C
9．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( )
A．电解时以精铜作阳极
B．电解时阴极发生还原反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu===Cu2＋＋2e－
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
解析：电解时阳极发生氧化反应，要连接粗铜，在阴极上发生还原反应析出铜，故选项A、C错，B正确；由于Ag、Pt的活泼性较差，因此在阳极上被氧化的为Cu以及Fe、Zn等杂质，而Pt、Ag则以金属单质的形式沉积在电解槽底部形成阳极泥，D项正确。
答案：BD
10．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( )
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
解析：首先阅读图像，分析可以发现该能源装置为太阳能―→电解水―→H2＋O2―→氢氧燃料电池―→工作马达形成一个能量循环。具体的能量转化有：太阳能―→电能，电能―→化学能，化学能―→电能，电能―→机械能等四种能量转换方式，A错；装置X为电解池，装置Y为燃料电池，负极发生氧化反应，电极反应为H2－2e－===2H＋(或H2＋2OH－－2e－===2H2O)，B错；X电解池产生燃料电池的燃料H2和氧化剂O2，C对；水电解生成H2、O2，燃料电池将H2、O2转化为水，完成循环，可以产生零排放，但不论是电解还是原电池，均不可能达到能量的完全转化，D错。
答案：C
11．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________。
(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为________；X电极上发生的电极反应为________。
(3)外电路中的电子是从________极流向________极。
解析：原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是铜，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐，常用硝酸银溶液。电极反应式表示为：负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：Ag＋＋e－===Ag，电子由负极出发，经外电路流向正极。
答案：(1)铜(或Cu) AgNO3溶液 (2)正 Ag＋＋e－===Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)负(Cu) 正(Ag)
12．一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：
(1)这种电极放电时发生的化学反应方程式是_________________________。
(2)此电极的正极发生的电极反应式是________________；负极发生的电极反应式是______。
(3)电解液中的H＋向________极移动；向外电路释放电子的电极是________。
(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池能量转化效率高，其次是_______________________。
解析：甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能。CH3OH作负极，发生氧化反应，电极反应为2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋；氧气在正极反应：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，两反应相加得总反应式。在电池中，负极释放电子传到正极上，故H＋向正极移动。甲醇反应产物为CO2和H2O，对环境无污染。
答案：(1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
(2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋
(3)正 负极
(4)产物对环境无污染
13．图中的A为直流电源，B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：
(1)电源A中a点为________极。
(2)滤纸B上发生的总反应方程式为___________________________。
(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为________，电极f上发生的反应为________，槽中盛放的电镀液可以是________或________(只要求填两种电解质溶液)。
解析：(1)根据c点酚酞变红，则该极的反应为2H＋＋2e－===H2↑，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a点是正极。
(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH
(3)c、d点短路后，e为阳极，反应为Zn－2e－===Zn2＋，阴极上镀锌，则阴极反应为Zn2＋＋2e－===Zn，电解液用含镀层阳离子的电解液，所以可用ZnSO4溶液或ZnCl2溶液等。
答案：(1)正 (2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH (3)Zn－2e－===Zn2＋ Zn2＋＋2e－===Zn ZnSO4溶液 ZnCl2溶液
14．银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银表面的黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为________；正极发生的反应为__________；反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为____________________。
解析：要善于抓住题示信息。“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2S―→Ag，显然这是原电池的正极反应Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：Al－3e－===Al3＋，正极生成的S2－和负极生成的Al3＋在溶液中发生双水解：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应式的加合：3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑。
答案：Al－3e－===Al3＋ Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－
3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
课件48张PPT。第2课时 电解池的工作原理及应用互动探究电解的原理气泡银白色金属Na＋ Cl－Na＋阴阳Cl－电流化学变化钠和氯气氧化还原电能化学能直流熔融正极氧化负极还原半反应物质的变化情况电解池工作原理 电解原理的应用有气体产生有气体产生，阴极附近溶液变红Cl－、OH－H＋、Na＋Cl－>OH－氧化H＋>Na＋还原不如铜活泼电解金属餐具金属银银离子的溶液演练自评
1．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )
解析：在A中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；在D中，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜极分别作负、正极，形成原电池；在上述三种情况中，都是铁作负极，铁容易被腐蚀；在C中，铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护，所以铁不易被腐蚀。
答案：C
2．下列叙述中不正确的是( )
A．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
B．钢铁在干燥空气中不易被腐蚀
C．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
D．原电池中电子由正极流入负极
解析：铝和铁可以形成原电池，铝比较活泼，因此在原电池中作原电池的负极，在反应中被氧化，容易被腐蚀，而铁作为正极被保护起来；在原电池中电子由负极经外电路流向正极。
答案：CD
3．下列叙述中正确的是( )
A．锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸镁溶液能加快反应速率
B．镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀
C．构成原电池的正、负极必须是活泼性不同的两种金属
D．钢铁表面常见的锈蚀是Fe2O3·nH2O
解析：A项应加入CuSO4溶液；B项马口铁更易被腐蚀；C项构成原电池的正极可以是非金属(如石墨)，燃料电池的两极也可以均为铂。
答案：D
4．下列叙述不正确的是( )
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：
2Cl－－2e－===Cl2↑
解析：选项A，铁若作阳极，铁要溶解，所以铁应该作阴极。选项B，Zn的活泼性比Fe强，Zn失去电子而保护了船体。选项C，钢铁吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子。选项D，Cl－的失电子能力大于OH－，电解饱和食盐水时，Cl－在阴极失去电子变为Cl2。
答案：A
5．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
甲 乙
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为________。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用( )
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。
(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。
(3)属于外加电流的保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。
答案：(1)负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)C (3)负
6．如图所示，大试管里放入一段光亮无锈的弯成螺旋状的铁丝，试管倒插入液面下，放置约一周后，观察到铁丝发生的变化是________。
(1)若试管内液面上升，原因是___________________________，
则电解质溶液呈________性，发生________腐蚀，则最终上升高度约为________，原因是____________________________________________。
(2)若试管内液面下降，则电解质溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应式为：负极________；正极________。
答案：铁丝表面有铁锈生成
(1)试管内的O2被反应消耗，外界大气压将液体压入试管中
弱酸性，中性或碱性 吸氧 试管内气体高度的
空气中氧气的体积分数约为
(2)较强酸 析氢 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
1．目前，脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域。含铁脱氧剂利用铁易被氧化的性质，完全吸收包装内的氧，从而对包装内的物品起到防氧化作用。当脱氧剂变成红棕色时，则失效。表中是一种含铁脱氧保鲜剂的配方：
主要原料
用量
含碳4%的铸铁粉
80 g
滑石粉
40 g
食盐
4 g
乙醇
适量
下列反应式中与铁脱氧原理无关的是( )
A．Fe－2e－===Fe2＋
B．C＋O2===CO2
C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O
解析：脱氧保鲜剂的脱氧原理与铁的吸氧腐蚀类似。铁锈的生成过程主要是Fe—C原电池发生吸氧腐蚀的过程：负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，Fe2＋和OH－结合：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3缓慢分解：2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。铁锈的主要成分是Fe2O3，也含有未分解的Fe(OH)3。
答案：B
2．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程
C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈
D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生
解析：金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以A错误；电化学腐蚀指不纯金属发生化学反应而损耗的过程，不需要通过电流，所以B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以C错误；只有选项D正确。
答案：D
3．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中，如下图所示。最先观察到酚酞变红现象的区域是( )
表面皿 表面皿
A．Ⅰ和Ⅲ B．Ⅰ和Ⅳ
C．Ⅱ和Ⅲ D．Ⅱ和Ⅳ
解析：图中左边装置为一原电池，Zn为负极，电极反应式为：2Zn－4e－===2Zn2＋，Fe为正极，电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，Fe极附近OH－聚积，所以Ⅰ区域先变红色。右边装置为一电解池，Fe为阳极，电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，Zn为阴极，电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，H＋在阴极不断被还原，促使水不断电离，阴极附近有OH－聚积，所以Ⅳ区域首先变红。
答案：B
4．缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是( )
A．镁 B．铝
C．锌 D．铜
解析：在金属丝一边的溶液中出现粉红色，是由于铁钉发生吸氧腐蚀，则铁钉作原电池的负极：2Fe－4e－===2Fe2＋；由比铁不活泼的金属作正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由于c(OH－)增大，酚酞显红色，D正确。
答案：D
5．埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是( )
A．在铁元素较多的酸性土壤中
B．在潮湿、疏松、透气的土壤中
C．在干燥、致密、不透气的土壤中
D．在含碳粒较多、潮湿、透气的土壤中
解析：铸铁管道被腐蚀需要具备活动性不同的电极和电解质溶液。A中是酸性土壤，易发生析氢腐蚀，速率较快；B中是潮湿环境，O2、H2O都有，则铁易发生吸氧腐蚀；C中缺O2、H2O，故腐蚀的速率最慢；D中碳粒多且潮湿透气(含O2和H2O)，因此最易被腐蚀。
答案：C
6．如下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A．②①③④ B．④③②① C．④②①③ D．③②④①
解析：②、③、④实质均为原电池装置。③中Fe为正极，被保护；②、④中Fe为负极，均被腐蚀，但相对来说Fe和Cu的金属活动性差别比Fe和Sn的差别大，故Fe—Cu原电池中Fe被腐蚀得快；①中因铁不纯而发生微电池反应。
答案：C
7．关于牺牲阳极的阴极保护法的叙述正确的是( )
A．正极就是阴极
B．负极就是阴极
C．阳极上发生氧化反应
D．正极上发生氧化反应
解析：此保护法是被保护的金属做原电池的正极，在电极上发生还原反应，被消耗的金属做原电池的负极，发生氧化反应，在电池内部称为阳极。
答案：C
8．下列事实不能用电化学原理解释的是( )
A．铝片不用特殊方法保护
B．轮船水线下的船体上装一定数量的锌块
C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后速率增大
D．镀锌铁比镀锡铁耐用
解析：铝能与空气中的O2化合生成致密的氧化膜，保护Al不受腐蚀。
答案：A
9．下列金属防护的方法不正确的是( )
A．对健身器材涂油漆以防止生锈
B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C．用牺牲锌块的方法来保护船身
D．自行车的钢圈上镀上一层铬防锈
解析：B项中应选用润滑油来达到防锈的目的。
答案：B
10．关于铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀的下列说法中，不正确的是( )
A．正极电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及到反应：
4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
C．此过程中铜并不被腐蚀
D．此过程中电子从Fe移向Cu
解析：铁铆钉发生吸氧腐蚀时，负极为铁，反应为：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极为铜，反应为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，总反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，生成的Fe(OH)2继续被空气中的O2氧化成Fe(OH)3，反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，反应中电子从负极Fe移向正极Cu，铜不被腐蚀。
答案：A
11．如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：
(1)若液面上升，则溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应式：负极：________，正极：__________________。
(2)若液面下降，则溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应式；负极：________，正极：__________________。
解析：(1)液面上升，说明试管内气体减少，则发生的是吸氧腐蚀，进而推出溶液呈中性或弱酸性，电极反应式：负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
(2)液面下降，说明试管内气体增多，则发生的是析氢腐蚀，可以判断溶液呈酸性，电极反应式：负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑。
答案：(1)中性或弱酸 吸氧 2Fe－4e－===2Fe2＋
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)酸 析氢 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
12．镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。
(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为_____________________________________。
(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为___________________________。
(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为________________。
(4)在海洋工程上，通常用铝合金(Al—Zn—Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为：__________________；
在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝。纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是___________。
解析：(3)属于钢铁的吸氧腐蚀，(4)属于牺牲阳极的阴极保护法。
答案：(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(4)Al－3e－===Al3＋
铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”
13．铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：
首先检查制氧气装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3 min左右 ，观察到的实验现象为：①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；②直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；③烧杯中潮湿的铁丝依然光亮。
试回答以下问题：
(1)由于接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于________。能表示其原理的反应方程式为________。
(2)仪器A的名称为________，其中装的药品可以是__________________，其作用是______________________________________。
(3)由实验可知，该类铁生锈的条件为______________________________________。决定铁生锈快慢的一个重要因素是________________________________。
解析：钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明，潮湿是铁生锈的必须前提，而没有潮湿程度对生锈快慢的影响，直形管实验与烧杯实验的对比，则说明O2浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。
答案：(1)电化学腐蚀 负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)球形干燥管 碱石灰(或无水氯化钙) 干燥O2
(3)与O2接触、与水接触 氧气浓度
14．某研究性学习课题组为探究影响钢铁生锈的因素，设计了如下的方案：在四只小烧杯中分别放入下列物质：A瓶干燥的细铁丝、B瓶浸过食盐水的细铁丝、C瓶浸过清水的细铁丝、D瓶食盐水及细铁丝，并使铁丝完全浸没在食盐水中。
然后装配成如图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如表(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)所示。
不同时间水平上升的高度
时间/h
高度
瓶号
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
A瓶(盛干燥
细铁丝)
0
0
0
0
0
0
0
B瓶(盛浸过食盐
水的细铁丝)
0
0.4
1.2
3.4
5.6
7.6
9.8
C瓶(盛浸过清
水的细铁丝)
0
0
0
0.3
0.8
2.0
3.5
D瓶(盛完全浸没在
食盐水中的细铁丝)
0
0
0
0
0
0
0
课题组在解题时，学校评审组组织了成果展示与答辩，假如你是课题组组长，请回答以下的问题：
(1)导管中水面为什么会上升？___________________
(2)上述实验中，细铁丝生锈的速率由大到小的排列顺序为(填小烧瓶号)_______________ _______________。
(3)影响钢铁生锈的因素主要有______________________________________。
(4)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是______________(答两种方法)。
解析：细铁丝在清水或食盐水中，发生吸氧腐蚀，故导管中液面要上升。但要发生吸氧腐蚀的原电池反应，必须符合构成原电池的基本条件：①活泼性不同的电极互相接触。②电解质溶液。③有空气(或O2)且尽量与细铁丝和电解质接触。
为了防止铁的锈蚀，工业上普遍采用电化学保护法，可以作原电池的正极或电解池的阴极，也可以用覆盖保护层的方法。
答案：(1)铁生锈时跟空气中的氧气反应，消耗了氧气而使小烧瓶中气体压强降低
(2)B>C>A＝D
(3)①跟氧气接触，②有水分存在，③有电解质(或食盐)存在，三者同时具备时铁生锈速度最快(或从构成原电池的条件分析)
(4)电镀等表面覆盖保护层法，牺牲阳极的阴极保护法等
课件36张PPT。第三单元 金属的腐蚀与防护互动探究金属的电化学腐蚀化学反应 失去氧化直接接触无原电池失去氧化酸性很弱中性钢铁的吸氧腐蚀示意图酸性H2金属的电化学防护氧化加防护层阳极(负极)阴极(正极)演练自评课件28张PPT。章 末 归 纳 整 合反应热的常见考查方式原电池、电解池、电镀池判定规律电极反应方程式的书写类型电化学计算的基本方法
专题1 化学反应与能量变化
A级 基础卷
一、选择题(每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)
1．在下列各说法中，正确的是( )
A．ΔH>0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应
B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数
C．1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
D．1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
解析：A项，ΔH>0表示吸热反应，ΔH<0表示放热反应；C项，“中和热”是指在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应，生成1 mol水时放出的热量，1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成2 mol水，同时还有BaSO4沉淀生成，放出的热大于中和热；D项，在25 ℃、101 kPa时，1 mol H2与0.5 mol O2反应，生成液态水时放出的热才是H2的燃烧热，题中没有说明生成的水的聚集状态。
答案：B
2．“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭、石油、潮汐能
B．水能、生物质能、天然气
C．太阳能、风能、沼气
D．地热能、海洋能、核能
解析：煤炭、石油、天然气等均不是新能源，核能不属于来自太阳的能源。
答案：C
3．已知Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) ΔH<0，则下列关于该反应的叙述不正确的是( )
A．该反应中旧键断裂需吸收能量，新键形成需放出能量，所以总能量不变
B．上述热化学方程式中的ΔH的值与反应物的用量有关
C．该反应的化学能可以转化为电能
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
解析：任何化学反应都伴随着能量变化，该反应中ΔH<0，反应放热，则反应物的总能量高于生成物的总能量，故A错，D正确；ΔH与反应物的物质的量成正比，即反应物越多，ΔH的数值越大，B正确；该反应为自发的氧化还原反应，可以设计为原电池使化学能转化为电能。
答案：A
4．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
解析：A选项牺牲阳极可以保护阴极金属，A选项错误；B选项发生钝化生成致密的氧化膜，氧化膜对内部金属起到保护作用；C选项形成铁铜原电池，铁被腐蚀；D选项不符合客观事实，负极反应应是铁失去2个电子生成亚铁离子。
答案：B
5．用石墨做电极电解1 mol/L CuSO4溶液，当c(Cu2＋)为0.5 mol/L时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态( )
A．CuSO4 B．CuO
C．Cu(OH)2 D．CuSO4·5H2O
解析：电解过程中的反应为：
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，
阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu。
总反应为：2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑。
由以上反应可知，电解使2 mol CuSO4和2 mol H2O变成了2 mol H2SO4，同时析出铜，放出O2，溶液中每生成2 mol Cu，则放出1 mol O2，故需补充CuO。
答案：B
6．能够使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑发生的是( )
A．用铜片作阴、阳电极，电解氯化铜溶液
B．用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钾溶液
C．铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀
D．铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠作电解质溶液
解析：由于该反应不能自发进行，因此只能将该反应设计成电解池，排除C、D两项，A项中用CuCl2溶液相当于电镀。
答案：B
7．已知热化学方程式：
2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝＋571.6 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝－483.6 kJ/mol
当1 g液态水变为气态水时，对其热量变化有下列描述：①放出热量 ②吸收热量 ③2.44 kJ ④4.88 kJ ⑤88 kJ
其中正确的是( )
A．②和⑤ B．①和③
C．②和④ D．②和③
解析：由题意知：
①2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝＋571.6 kJ/mol
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝－483.6 kJ/mol
③H2O(l)===H2O(g) ΔH3
根据盖斯定律：③＝
所以ΔH3＝＝(＋571.6 kJ/mol－483.6 kJ/mol)＝＋44 kJ/mol。
所以1 g H2O(l)变为H2O(g)时，Q＝×44 kJ＝2.44 kJ，故选D。
答案：D
8．下列装置中，Fe腐蚀由快到慢的顺序为( )
A．⑤④③②① B．⑤④①②③
C．⑤③④①② D．①②④③⑤
解析：④⑤中Fe均作负极，但Fe与Pt活动性差别较大，故腐蚀速率⑤>④，③中Fe作正极被保护。
答案：B
二、非选择题(本题包括3个大题，共24分)
9．(8分)某兴趣小组采用如下方法制作氢氧燃料电池。
(1)如图中A所示：a、b均为多孔石墨棒，其中a与直流电源正极相连，b与直流电源负极相连，电解质溶液为NaOH，则电极上发生的电极反应式分别为：
a极____________________；b极_________________________。
电解反应方程式为________________________________。
由于使用多孔石墨棒，此时生成的氢气及氧气中有一部分被石墨棒吸附。
(2)然后如图中B所示，移走直流电源，在a，b极间连接一个小灯泡，可以看到灯泡发光。此时的电流方向是__________，a极的电极反应式为________________，b极的电极反应式为________________，电池反应方程式为__________________。
解析：B图中构成了氢氧燃料电池。b极消耗H2，为负极，a极消耗O2，为正极。电流方向为a→b。
答案：(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 4H＋＋4e－===2H2↑
2H2O2H2↑＋O2↑
(2)a→b O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 2H2＋O2===2H2O
10．(8分)现在城市里使用的燃料，大多数为煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水(蒸气)反应制得，故又称为水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要反应方程式：_________________________。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 219.9 kJ·mol－1
已知CO气体燃烧的热化学方程式为
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
试比较等物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比约为________。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比约为________。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是_________。
解析：(1)由题意“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水(蒸气)反应制得”，故反应方程式为C＋H2O(g)CO＋H2。
(2)等物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比为2 219.9 kJ∶283.0 kJ≈7.844∶1。
(3)等质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比为(×571.6 kJ)∶(×2 219.9 kJ)≈2.83∶1。
答案：(1)C＋H2O(g)CO＋H2
(2)7.844∶1
(3)2.83∶1
(4)来源丰富，产物无污染
11．(8分)化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体。这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨，对甲烷而言，有如下两个主要反应：
(1)CH4(g)＋1/2O2(g)===CO(g)＋2H2(g)
ΔH1＝－36 kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2O
ΔH2＝＋216 kJ·mol－1
由反应(1)(2)推出总反应热为零的总反应式(3)，并求进料气中空气(O2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比。
解析：(1)式×6＋(2)式＝(3)式
(3)式为：7CH4(g)＋3O2(g)＋H2O(g)===7CO(g)＋15H2(g) ΔH＝0
V(O2)∶V(H2O)＝3∶1，所以V(空气)∶V(H2O)＝100∶7
答案：7CH4(g)＋3O2(g)＋H2O(g)===7CO(g)＋15H2(g)
ΔH＝0
V(空气)∶V(H2O)＝100∶7
专题1 化学反应与能量变化
B级 能力卷
一、选择题(每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)
1．工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制得工业用盐酸，流程复杂且造成能量浪费。有人设想利用原电池原理直接制盐酸的同时，获取电能，假设这种想法可行，下列说法肯定错误的是( )
A．两极材料都用石墨，用稀盐酸做电解质溶液
B．通入氢气的电极为原电池的正极
C．电解质溶液中的阳离子向通氯气的电极移动
D．通氯气的电极反应式为Cl2＋2e－―→2Cl－
解析：可设计原电池如下：负极(石墨)，发生反应H2===2H＋＋2e－；正极(石墨)，发生反应Cl2＋2e－===2Cl－；电解质溶液为稀盐酸，反应中，阳离子向正极定向移动。
答案：B
2．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是( )
A．2Ag(s)＋Cd2＋(s)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)
B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)
C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)
D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)
解析：由图中电极可判知金属活泼性：Cd>Co>Ag，则离子氧化性：Ag＋>Co2＋>Cd2＋，利用氧化还原反应的规律可知只有A项的离子方程式不能发生，故答案为A。
答案：A
3．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为：
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH
下列叙述不正确的是( )
A．放电时负极反应为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
B．充电时阳极反应为Fe(OH)3＋5OH－－3e－===FeO＋4H2O
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
解析：由电池反应式可以看出放电时Zn失去电子应参与负极反应，A项正确；充电时，Fe(OH)3―→K2FeO4，Fe的化合价升高，应参与电解池的阳极反应，B正确；放电时，每转移3 mol电子，正极应有1 mol K2FeO4被还原，C错；放电时，正极附近有KOH生成，碱性增强，D正确。
答案：C
4．今有如下三个热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－b kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－c kJ·mol－1
关于它们的下列表述正确的为( )
A．a＝b
B．a＋b＝c
C．1 mol H2O由气态变为液态吸收(a－b)kJ热量
D．1 mol H2O由液态变为气态吸收(c/2－a)kJ热量
解析：等量的H2燃烧，生成液态水放热多于生成气态水放热；B选项中c＝2b；C选项中，H2O由气态变为液态放热；由盖斯定律知，1 mol液态水变为气态水的热化学方程式为H2O(l)===H2O(g) ΔH＝(－a)kJ·mol－1。
答案：D
5．下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂制成，电池中发生的反应为：
TiO2/STiO2/S*(激发态)
TiO2/S―→TiO2/S＋＋e－
I＋2e－―→3I－
2TiO2/S*＋3I－―→2TiO2/S＋I
下列关于该电池叙述错误的是( )
A．电池工作时，I－离子在镀铂导电玻璃电极上放电
B．电池工作时，是将太阳能转化为电能
C．电池的电解质溶液中I－和I浓度不会减少
D．电池中镀铂导电玻璃为正极
解析：根据题干信息和图示信息，可知在镀铂导电玻璃电极上是I放电。
答案：A
6．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
解析：据题意铜片和Cu(NO3)2溶液，银片和AgNO3溶液通过盐桥和导线连接成原电池。铜片作负极，电极反应式Cu－2e－===Cu2＋；银片作正极，电极反应式2Ag＋＋2e－===2Ag，电池反应为2Ag＋＋Cu===2Ag＋Cu2＋，盐桥使两个半电池连接成闭合回路，外电路电子流向为：负极―→正极，电流方向恰好相反由正极―→负极；铜片与AgNO3溶液的反应是：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag；与电池反应相同，故②④正确，选C。
答案：C
7．将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1 L(密度为1.06 g/cm3)，用铂作电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，此时溶液中符合下表关系的是( )
选项
NaOH的质量分数
阳极析出物质的质量/g
阴极析出物质的质量/g
A
0.062(6.2%)
19
152
B
0.062(6.2%)
152
19
C
0.042(4.2%)
1.2
9.4
D
0..042(4.2%)
9.4
1.2
解析：巧解法：被电解的物质是水，w(NaOH)增大，则从选项中选择质量分数应为6.2%，C、D不对。由于电解水的阳极产物O2的质量大于阴极产物H2的质量，则A、B中B符合。
答案：B
8．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566 kJ/mol
Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g)
ΔH＝－226 kJ/mol
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是( )
A．CO的燃烧热为283 kJ
B．下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH>－452 kJ/mol
D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023
解析：A错，燃烧热的单位应是kJ/mol。B项，图中没有标注物质的系数。C项，由CO2(s)===CO2(g) ΔH>0及盖斯定律可知C项正确。D项，当反应放出509 kJ热量时，参加反应的CO为1 mol，电子转移数为2×6.02×1023。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个大题，共28分)
9．(8分)铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极是惰性材料，电池总反应式为：
Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2PbSO4＋2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：
(1)放电时：正极的电极反应式是
________________________________________________________________________。
电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按如图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________，B电极上生成________，此时铅蓄电池的正负极的极性将________。
铅蓄电池示意图
解析：原电池中正极上得电子、负极上失电子。根据电池总反应式，正极反应为：
PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O
负极反应为：
Pb＋SO－2e－===PbSO4 质量增加
2 mol 96 g
1 mol Δm
求得Δm＝48 g。
电解池中与电源正极相连的电极(阳极)上失电子，与电源负极相连的电极(阴极)上得电子。则阳极反应为PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO；阴极反应为PbSO4＋2e－===Pb＋SO。根据图示，电解一段时间后，原PbO2极(阴极)变成Pb，原Pb极(阳极)变成PbO2，即铅蓄电池的正负极的极性对换。
答案：(1)PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O 小
48 (2)Pb PbO2 对换
10．(10分)氢能源是21世纪极具发展前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。请在如图中的两个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能源循环体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)。
(1)从能量转换的角度看，过程Ⅱ应是________能转化为________能。
(2)过程Ⅱ可以在不同的电解质溶液中进行，试分别写出符合下列要求的电极反应式：
①以稀硫酸为电解质：正极：____________________________________。
②以氢氧化钠溶液为电解质：正极：______________________________。
③当电解质为熔融ZrO2(掺杂有Y2O3)的晶体(在高温下电离，以金属阳离子和O2－导电)时，正极：______________________，负极：____________________。
解析：根据燃料电池的工作原理及题中信息，可知该电池为氢氧燃料电池，总电池反应式为2H2＋O2===2H2O，生成的水在催化剂和太阳能的作用下又分解成H2和O2，这样循环使用，因此H2是一种可以再生的新能源。在上述反应中H2在负极上失电子，被氧化，O2在正极上得电子，被还原，结合生成的离子(如H＋、O2－)在相应电解质溶液中能否共存，不难写出电极反应式。
答案：H2O(左框) H2＋O2(右框)
(1)化学 电
(2)①O2＋4e－＋4H＋===2H2O
②O2＋2H2O＋4e－===4OH－
③O2＋4e－===2O2－
2H2－4e－＋2O2－===2H2O
11．(10分)用NaCl作原料可以得到多种产品。
(1)Na在Cl2中燃烧可生成NaCl，已知反应中a g Na完全反应可放出b kJ热量，该反应的热化学方程式为____________________________________________。
(2)工业上由NaCl制备金属Na的化学方程式为_____________________。
(3)实验室用惰性电极电解100 mL 0.1 mol·L－1的NaCl溶液，若阴、阳两极共得到112 mL气体(标准状况)，则所得溶液的浓度为________mol·L－1(忽略反应前后溶液的体积变化)。
(4)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和NaCl溶液。为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液(“84消毒液”)，设计了如图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是________。
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
假设最后所得溶液中仅含一种溶质，则整个过程用一个方程式表示为：________________________________________________________________________。
(5)Fe(OH)2固体容易被氧化而不易制取且难以长期保存。某同学用上图装置，只更换了一个电极，通过电解法制取Fe(OH)2。通电后，溶液中产生Fe(OH)2白色沉淀，且较长时间不变色。
该同学换上的电极材料是________(用元素符号表示)
该电极反应式：_________________________________________________；
总反应方程式：_______________________________________________。
解析：(1)由a g Na完全燃烧放热b kJ，可知1 mol Na完全燃烧放热 kJ。
故热化学方程式为Na(s)＋Cl2(g)===NaCl(s)
ΔH＝－kJ·mol－1
或2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s) ΔH＝－ kJ·mol－1
(3)由题意可知V(H2)＝V(Cl2)＝56 mL，由电极方程式可知H2～2OH－，可求得
n(OH－)＝＝0.005 mol，
则c(OH－)＝＝＝0.05 mol·L－1。
(4)由题意知，电解过程中生成的Cl2与NaOH发生反应可得到NaClO：
2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
生成的NaClO具有杀菌漂白能力，为消毒液的有效成分，为保证Cl2和生成的NaOH充分反应且将生成的H2及时排出去，故上部为阴极，则a为负极，若最后所得溶液仅为一种溶质，由上述两个方程式合并可得溶质为NaClO，方程式为NaCl＋H2ONaClO＋H2↑。
(5)只更换一个电极后的电解槽组成为：阳极(Fe)，发生反应Fe－2e－===Fe2＋；阴极仍为石墨，发生电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，通电电解质溶液仍为NaCl溶液，则总反应为Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑。
答案：(1)2Na(s)＋Cl2(g)===2NaCl(s)
ΔH＝－ kJ·mol－1
(2)2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
(3)0.05
(4)B NaCl＋H2ONaClO＋H2↑
(5)Fe Fe===Fe2＋＋2e－
Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑
